När man pratar värmeväxlare brukar temperaturverkningsgraden användas som ett mått på hur effektiv värmeväxlaren är.
Det är ett momentant mått som beskriver hur effektiv återvinningen är just för stunden utifrån de temperaturer som kommer in i växlaren och de temperaturer som levereras ut ur växlaren.
Ju högre temperaturverkningsgrad en värmeväxlare har, desto mera energi har den möjlighet att återvinna.
I de flesta fall är det mer intressant att veta hur stor andel av energin som värmeväxlaren kan överföra från frånluften till tilluften under en längre period, till exempel under hela uppvärmningssäsongen, än växlarens maximala prestanda när förutsättningarna är som mest gynnsamma.
Begreppet energiverkningsgrad eller årsverkningsgrad är ett åtminstone ur energisynpunkt intressantare mått på en värmeväxlares prestanda än maximal temperaturverkningsgrad.
Energiverkningsgraden definieras som andelen återvunnen energi av aggregatets totala energibehov under året. Överhuvudtaget får man se upp med verkningsgradsbegreppet och vad som ingår i det när olika tillverkaruppgifter jämförs med varandra ur prestandasynpunkt.
Ju effektivare en värmeväxlare är, desto större tenderar problemen att bli med att den fryser igen. Det beror på att fukten i den varma frånluften kondenserar ut.
Under perioder med låg utomhustemperatur fryser kondensatet till is i värmeväxlaren. För att värmeväxlaren inte ska frysa ihop helt och bli obrukbar måste den avfrostas.
Det finns olika tekniker och strategier för att sköta avfrostningen, men de har alla gemensamt att under avfrostningen minskar mängden energi som kan återvinnas. I vissa fall tillförs även energi för att avfrostningen ska gå fort. Avfrostningsperioderna drar i regel väsentligt ned den totala energimängd som kan återvinnas under året.
En värmeväxlartyp som rönt allt större intresse på senare tid är motströmsvärmeväxlaren. Den uppges ha upp till 90 procents temperaturverkningsgrad, men vid låga utetemperaturer börjar det bli bekymmer med påfrysning i de tunna kanaler som luften ska passera.
På bilden nedan visar den röda linjen hur verkningsgraden hos en motströmsvärmeväxlare varierar över året. Ju varmare det är ute desto mindre värme kan återvinnas på grund av att man inte vill blåsa in för varm luft till lokalerna.
När det börjar bli riktigt kallt ute ökar avfrostningsbekymren, vilket tydligt framgår längst uppe till vänster i diagrammet. I teorin skulle då värmeväxlaren kunna generera upp mot 90 procents verkningsgrad, men i praktiken genom avfrostningsproblematiken sjunker verkningsgraden istället avsevärt.
Diagrammet visar också att ju fuktigare inomhusluften är desto sämre blir återvinningsgraden vid utetemperaturer under -7°C, trots att fuktigare luft i teorin innehåller mera energi än torrare luft.
– Det är i dessa sammanhang endast värt att beakta den torra verkningsgraden, eftersom det i praktiken bara är den som kan återvinnas. Fuktutfällningen genererar vid lägre utetemperaturer endast ett avfrostningsproblem som minskar utfallet av värmeåtervinningen, säger Bengt Svensson, teknisk chef på IV Produkt AB som tillverkar luftbehandlingsaggregat.
En effektiv värmeväxlare som inte är i behov av avfrostning minskar inte bara byggnadens värmebehov utan även fastighetens behov av värmeeffekt.
Ett lågt effektbehov vid fjärrvärme minskar i regel de fasta kostnaderna för abonnemanget som oftast är effektberoende. Ska byggnaden värmas med en egen panna så kanske en mindre storlek av pannan kan väljas om effektbehovet är lägre.
– Om det är möjligt bör i första hand en roterande värmeväxlare användas ur eneriåtervinningssynpunkt. Motströmsvärmeväxlaren kommer på god andraplats, men man ska se till att den har en bra avfrostningsfunktion.
– Än så länge har vi bara hunnit testa vår motströmsvärmeväxlare ned till -22°C, så vi vet inte fullt ut hur den uppför sig och vilka prestanda den ger i verklig drift i riktigt bistert klimat. Men vi kommer att prova detta i vinter.
